Если земля собрана из космической пыли, то почему мы находим на поверхности тяжелые элементы, такие как золото, серебро, уран и множество других, которые тяжелее железа?
Я имею в виду, что кремний (масса Si 28,084) в качестве коры имеет смысл, поскольку он легче железа (масса Fe 55,845).
Разве тяжелые элементы не должны были опускаться под действием гравитации на «дно» Земли, когда она только начинала становиться планетой 4,54 миллиарда лет назад?
Ключом к ответу на этот вопрос является классификация элементов Гольдшмидта. Тринадцать долгоживущих элементов являются сидерофильными; они преимущественно связываются с железом. Эти тринадцать элементов значительно истощены в земной коре по сравнению с их преобладанием в метеорах, астероидах и на Солнце.
Этот список из тринадцати не включает рений в золото, но останавливается на золоте. Восемнадцать долгоживущих элементов являются халькофилами; они легко связываются с халькогеном, отличным от кислорода (например, с серой). Медь и серебро, наряду с ртутью и полонием, попадают в эту категорию. Эти халькофильные элементы имеют меньшую склонность мигрировать к центру Земли из-за их большей склонности к соединению с более легкими элементами.
В этот список из тринадцати сидерофильных элементов также не входят лантаноиды и актиноиды. Эти элементы, наряду с рядом более легких элементов, являются литофилами. Литофилы имеют очень заметную склонность к соединению с кислородом и с другими литофилами. Эти литофильные элементы имеют еще более сильно сниженную тенденцию к миграции к центру Земли, чем халькофилы.
На самом деле, они все еще в настоящее время погружаются в ядро. Внутреннее тепло Земли исходит из ряда источников, и одним из них является высвобождение гравитационной энергии тяжелых элементов, мигрирующих дальше к центру. Аналогичное утверждение верно и для других планет. Это не основной источник тепла. Другими источниками являются первоначальный тепловой запас, а также радиоактивный распад. Интенсивное расслоение тяжелых элементов по направлению к ядру и более легких элементов по направлению к поверхности представляет собой значительный источник тепла, но все же гораздо меньший, чем эти другие источники.
Однако это движение обычно происходит в подвижных частях центра Земли. В мантии нашей планеты есть циркуляционные потоки, и я думаю, что мы должны назвать это требованием для того, чтобы произошел процесс разделения. Конечно, элементы значительно перемешаны друг с другом. Этот процесс происходит только в течение очень длительных периодов времени.
Рассмотрим решетку атомов. Практически при любом выборе материала прочность химических связей значительно затмит разницу в плавучести между различными атомами молекул. Таким образом, мы могли бы задаться вопросом, почему материалы когда- либо расслаиваются, но это потому, что вещи встряхиваются. Рассмотрим кучу песка, где некоторые песчинки тяжелее. Ненарушенная куча не должна иметь склонности к расслаиванию. Однако если его долго встряхивать, тяжелые частицы будут двигаться ко дну. Тепловой поток от внутреннего тепла Земли — это сила, «встряхивающая» ее элементы.
Интересно, что у ядра и коры Земли есть свои уникальные причины относительной стабильности... хотя и не совсем стабильной. За ядром стоит небольшая тепловая движущая сила, потому что большая часть тепла выделяется слоями с большими радиусами. Это способствует очень статичному состоянию в центре. Кора охлаждается до температур намного ниже, чем внутри, и, как правило, порода здесь устойчива и тверда. Теперь оба из них должны прийти с большим количеством квалификаторов. Очевидно, вулканы сотрясают земную кору, и тот факт, что я связываю это, иллюстрирует тот факт, что вещи иногда перемещаются по поверхности Земли.
Но насколько именно сейчас стратифицирована Земля? Плотность и напряженность гравитационного поля прямо следуют друг из друга. Нетрудно получить некоторые данные об этом.
Здесь вы можете увидеть плотность, построенную по радиусам Земли. Он очень сильно наклонен, а ядро очень плотное, как свинец, но тяжелее. Я нахожу это впечатляющим, но это все еще может стать еще более стратифицированным.
Итак, позвольте мне задать альтернативный вопрос: поскольку плотность урана составляет около 19 г/см3, почему бы нам не получить карман из чистого урана в центре? Что ж, для этого просто нет механизма, потому что ничто не сотрясает корку, и движущая сила сводится на нет к центру.
ДэйвДоктор философии
dmckee --- котенок экс-модератор
Матас Вайткявичюс
dmckee --- котенок экс-модератор
299792458